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深入解析VoLTE技术原理与LTE语音优化策略

06/30 09:32
2001
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一、引言:为什么VoLTE是4G网络语音的关键?

4G LTE 网络初期采用纯数据架构,不提供电路交换语音支持,因此早期依靠 CSFB(Circuit Switched Fallback) 退回到 2G/3G 网络进行语音通话。

这种方式存在明显缺陷:

  • 通话接通慢(通常 >3秒);

  • 回落影响上网体验;

  • 无法支持高清视频通话、VoWiFi等新业务。

为此,VoLTE(Voice over LTE) 成为4G语音发展的必由之路,它是基于 IMS(IP多媒体子系统)承载的全IP语音业务体系,实现 “语音数据同网承载” 的目标。

二、VoLTE 技术架构简要回顾

? VoLTE 核心架构

text
UE ─── LTE无线接入 ─── EPC核心网 ─── IMS平台 ─── 对端用户

? 关键组成:

模块 功能说明
IMS核心 负责注册、鉴权、呼叫控制(SIP协议)
SBC 会话边界控制,处理信令/媒体穿透、防火墙等
P-CSCF/S-CSCF 终端接入IMS的代理与呼叫会话控制功能
MMTel 多媒体电话服务平台,支持呼叫等待、会议、转移等
MGCF/MGW 与传统CS域互通,支持SRVCC场景

三、VoLTE语音承载的关键技术细节

1. 编码器:AMR-NB 与 AMR-WB

编码方式 码率 音质感知
AMR-NB 12.2kbps 等 传统话音质量
AMR-WB 23.85kbps 宽带语音(近似HD)

2. 信令流程(基本呼叫)

text
UE发起呼叫 → SIP INVITE → IMS平台 → 目标用户SIP 200 OK → 建立RTP语音通道

整个过程需 LTE RRC 建立、IP承载激活、P-CSCF/IMS注册等步骤,通常应控制在 <800ms 呼叫建立时间

3. QCI与专属承载

  • VoLTE业务采用 QCI=1,优先级最高;

  • 专属承载通过PCRF动态授权,保证语音链路不与普通数据抢占资源;

  • 辅以GBR/ARP等策略,保障“先来先服务+不被抢断”。

四、VoLTE 与传统 CSFB 对比分析

维度 CSFB VoLTE
接通时间 3~5秒 <1秒
呼叫保持率 受回落干扰影响 无回落,保持性好
数据并发性 无法上网 支持语音+数据并发
视频语音 不支持 支持高清音视频通话
终端支持性 所有支持2G/3G设备 需支持VoLTE终端
核心网需求 无需IMS 需部署IMS平台

五、VoLTE 常见问题与网络优化策略

1. 通话接通慢

可能原因

  • IMS注册慢;

  • SIP INVITE过程延迟;

  • 承载建立不及时。

优化建议

  • 终端预注册IMS;

  • 信令优先级调高;

  • 缩短Bearer建立时间。

2. 通话质量差 / 断断续续

可能原因

  • AMR编码码率下降;

  • 覆盖弱 / 切换不畅;

  • 无线干扰高(SINR低);

  • 上下行资源抢占。

优化建议

  • 小区QCI1资源预留;

  • 启用VoLTE RoHC压缩减负;

  • 优化TA范围,增强覆盖;

  • 调整邻区切换门限。

3. 呼叫中断 / 无法切换

可能原因

  • SRVCC参数未打通;

  • LTE到3G切换中断;

  • IMS超时处理失效。

优化建议

  • 打通SRVCC + eSRVCC切换流程;

  • 设置S1-U超时保护机制;

  • 增强“IMS保持”策略。

六、VoLTE 网络测试关键指标(KPI)

指标名称 推荐值/目标
VoLTE接通率 > 98%
VoLTE掉话率 < 0.5%
平均接通时延 < 800ms
VoLTE切换成功率 > 95%(含SRVCC)
QCI1丢包率 < 1%(RTP不连续率)
MOS评分(主观音质) ≥ 4.0(满分5分)

七、未来趋势:VoLTE向VoNR过渡与融合

  • 5G SA时代将引入VoNR(Voice over New Radio);

  • VoLTE在长期仍是主流语音方案(回落机制保留);

  • 运营商需确保 VoLTE和VoNR共存网络规划,避免语音断层;

  • IMS平台继续演进以支持多网共融、VoWiFi、VoNR功能。

八、结语:VoLTE已成4G语音的主心骨,优化永无止境

在4G时代,VoLTE已经成为运营商语音收入、用户体验、网络效率的核心支撑。
它不再是“可选项”,而是LTE网络建设中的 刚需能力

持续优化VoLTE性能、保障语音业务质量,是通信工程师日常运维与规划中不可或缺的内容。

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